幾種均衡充電技術(shù)

1、1恒定分流電阻均衡充電電阻分流均衡充電原理如圖1所示每個(gè)鋰離子電池單體上都并聯(lián)一個(gè)分流電阻。從電路中可以看出，電阻上的分流電流必須遠(yuǎn)大于電池的自放電電流，才能達(dá)到均衡充電的效果。一般鋰離子電池的自放電電流為C/20000左右，所以流過分流電阻上的電流取C/200是比較合適的。另外，每個(gè)分流電阻的偏差也是影響均衡效果的重要因素。經(jīng)過一定次數(shù)的充放電循環(huán)后，單電池的偏差可以用下面的公式確定：V電池電壓偏差=R分流I自放電2V單電池K電阻偏差，若分流電阻取200.05%，則電池電壓偏差能夠控制在50mV范圍內(nèi)。每個(gè)電阻的平均功率為0.72W，但是無論電池充電過程還是電池放電過程，分流電阻始終消耗功率

2、。2通斷分流電阻均衡充電通斷分流電阻均衡充電原理如圖2所示。通斷分流電阻均衡充電與電阻分流均衡充電的區(qū)別就是增加了一個(gè)通斷開關(guān)，這個(gè)開關(guān)的控制可以由單片機(jī)系統(tǒng)軟件來實(shí)現(xiàn)，也可以通過簡(jiǎn)單的邏輯電路來實(shí)現(xiàn)。采用這種控制方式的均衡電路只在TAPER充電的恒壓充電段工作，其他時(shí)間通斷開關(guān)始終斷開，這樣需要電池組放電時(shí)，分流電阻不消耗寶貴的能量。在光照期，太陽(yáng)電池發(fā)電功率是有富余的，這時(shí)均衡電路消耗一定的能量對(duì)于電源系統(tǒng)來說具有一定的合理性。在LEO軌道，這種均衡電路的工作時(shí)間只占10%左右，所以要達(dá)到上面論述的均衡效果，電阻值需減小10倍，可見峰值熱功耗是相當(dāng)大的，這是這種電路的主要缺點(diǎn)。另外，通斷開

3、關(guān)的實(shí)效是致命故障，所以必須采用冗余手段。3開關(guān)電容均衡充電開關(guān)電容均衡充電原理如圖3所示，從圖中可以看出，順序開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路主要由時(shí)鐘電路構(gòu)成，它驅(qū)動(dòng)多路開關(guān)順序閉合，順序把鋰離子電池單體接入傳送電容器，通過傳送單電池之間的不平衡能量，達(dá)到均衡充電的目的。同時(shí)，通過測(cè)量傳送電容器上的電壓來監(jiān)測(cè)各個(gè)單電池的電壓。若某個(gè)單電池發(fā)生短路故障，低電壓比較器輸出開關(guān)禁止信號(hào)，禁止短路的單電池接入傳送電容器，防止影響其他單電池的正常工作，同時(shí)給恒流恒壓變換器送入電池低電壓報(bào)警信號(hào)，使恒流恒壓變換器根據(jù)單電池短路的情況確定正確的恒定電壓。這種均衡電路的最大優(yōu)點(diǎn)是能源浪費(fèi)極低，缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，多路開關(guān)的通態(tài)電

4、阻、高共模限制都會(huì)影響均衡充電的實(shí)現(xiàn)。另一方面，參數(shù)選取比較困難，針對(duì)不同的電源系統(tǒng)配置，電路參數(shù)需詳細(xì)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，這對(duì)研制周期是不利的。4降壓型變換器均衡充電降壓型變換器均衡充電原理如圖4所示。降壓型變換器均衡充電方案也是一種低消耗的均衡方案。它的思路很清晰，主回路是標(biāo)準(zhǔn)的降壓式調(diào)節(jié)器，在儲(chǔ)能電感上增加多組相同的次繞組，用于電池單體的輔助充電。顯然，電壓低的單電池會(huì)從次繞組上得到更多的能量，電壓高的得到能量少，這樣就達(dá)到了均衡充電的目的。為了得到良好的均衡效果，次繞組的一致性需要嚴(yán)格控制。但電感繞組的一致性是非常難于控制的，因此這是這種控制方法的一個(gè)最大缺點(diǎn)。這種充電方式的研究剛剛起步，充電效率、均衡效果、可靠性分析等需要進(jìn)一步的深入研究。5平均電池電壓均衡充電平均電池電壓均衡充電原理如圖5所示，圖中只給出了一只單電池的均衡電路，其他各單電池也配備相同的均衡電路，其中，放大器由單電池供電。這種均衡充電控制電路的思路是：?jiǎn)坞姵仉妷号c平均單電池電壓相比較，控制功率開關(guān)將電池電壓高于平均電壓的單電池分流。因此，所有單電池電壓在均衡電路的作用下趨向平均電池電壓。此電路初看起來是開環(huán)控制，實(shí)際上由于電池內(nèi)阻的作用，均衡電路工作在具有負(fù)反饋特性的閉環(huán)狀態(tài)。為了防止均衡電路在電池組放電時(shí)工作，可以在功率開關(guān)下端串聯(lián)穩(wěn)壓二極管，這樣在電池放電時(shí)，電池電壓較低而失去